钙钛锆石基组合矿物固溶铈的研究

铈锆固溶体及双金属纳米催化剂的制备、表征及活
性评价的开题报告
一、研究背景和意义
铈锆固溶体及双金属纳米催化剂在能源、环境和化工等领域具有广
泛的应用。

例如，针对VOCs的催化氧化和CO的低温氧化，铈锆固溶体和双金属纳米催化剂均表现出较高的活性和稳定性。

因此，研究铈锆固
溶体及双金属纳米催化剂的制备、表征及活性评价对于开发高效的能源、环境和化工催化剂具有重要意义。

二、研究内容和技术路线
1. 制备铈锆固溶体及双金属纳米催化剂
通过共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法等方法制备铈锆固溶体和双金属纳米催化剂。

选择适当的制备条件，控制制备过程中的温度、pH值和
反应时间等参数，得到高质量的铈锆固溶体和双金属纳米催化剂。

2. 表征铈锆固溶体及双金属纳米催化剂
利用XRD、TEM、XPS、N2吸附/脱附等表征手段对制备的铈锆固溶体和双金属纳米催化剂进行表征。

分析其晶体结构、微观形貌、比表面积、孔径分布、化学状态等物理和化学性质。

3. 评价铈锆固溶体及双金属纳米催化剂的活性
采用模型反应评价铈锆固溶体和双金属纳米催化剂的活性。

以催化
氧化VOCs和CO为例，考察铈锆固溶体和双金属纳米催化剂的催化性能。

三、预期结果及意义
本研究预期得到高质量的铈锆固溶体和双金属纳米催化剂，并对其
进行详细的表征和活性评价。

结果有助于深入理解铈锆固溶体及双金属
纳米催化剂的结构和性能，并为其在相关领域的应用提供技术支持。

模拟锕系核素铈掺杂钙钛锆石玻璃陶瓷的制备核能发展至今，是目前世界主要能源之一，在使用核能过程中所产生的高放废物已经渐渐威胁到我们的居住环境，如何更好地处理这些棘手的高放废物是核能后处理以及环境保护所共同需要面对的话题。

高放废物固化以玻璃陶瓷固化效果最好，而玻璃陶瓷固化中钙钛锆石作为对包容锕系核素最为理想的基材被越来越多的投入科学研究。

为了能得到钙钛锆石包容锕系核素后包容量的大小以及本身晶体类型的变化，本文通过掺杂不同比例锕系核素模拟物氧化铈进行实验研究。

实验表明：钙钛锆石在氧化铈掺杂量增加的过程中样品结晶度增大，晶体数量和种类也在逐渐变多；并且在3%～12%掺杂量变化的同时，钙钛锆石对铈的包容效果较好，包容比例也在增加。

关键词；高放废物，玻璃陶瓷固化，钙钛锆石，模拟锕系核素掺杂第一章 绪论社会在飞快的发展，能源消耗量急剧攀升，作为清洁能源之一的核能扮演着越来越重要的角色。

在使用核能的过程中，不可避免产生了很多放射性废物，对环境造成了严重污染。

如何妥善处理高放废物是核能安全以及持续发展运用核能一个重要问题。

1.1 高放废物的综述高放废物是指：放射性浓度大于810公众DAC (公众导出空气浓度)的气体废物、大于3.7×910Bq/L 的液体废物以及分别大于含半衰期5a 与30a 以上的核素3.7×1010Bq/Kg 、3.7×910Bq/Kg 的固体废物[1]。

人工开采铀、钍矿；核反应堆以及核燃料的生产过程；乏燃料后处理；放射性同位素的生产；核技术的应用等都是放射性废物的生产来源[2]。

高放废物的体积虽然仅仅是总放射性废物体积的3%，然而其放射性活度却占总活度的95%，故而处理高放废物是放射性废物处理的重点也是难点。

高放废液的处理过程通常包括两个步骤即预处理和固化,预处理包括浓缩、干燥、锻烧、脱硝、中和等，其具体过程要根据固化的具体要求而定。

固化就是要把高放废液中所含有的具有放射性的元素封闭在稳定的固体材质中，防止及阻止核素泄漏对环境造成污染，因此要选择稳定性很高的原料来固化高放废液，使得这些核素能够在长时期稳定的包容。

钙钛锆石和榍石组合矿物固化模拟四价锕核素的研究的开
题报告
一、研究背景和意义
四价锕系核素是目前环境中面临的重大核安全问题之一，这类核素存在长半衰期、高毒性和放射性危害等特点，对环境与人类健康造成威胁。

固化技术是处理四价锕系
核素的重要手段之一，但目前固化技术存在处理效率低、固化料成本高等问题，因此
寻找新型高效固化料成为近年来的研究热点。

钙钛锆石和榍石作为固化料具有固化效
率高、成本低、稳定性好等优点，被广泛运用于放射性核废料处理中，因此对其在四
价锕系核素固化中的应用进行研究尤为必要。

二、研究内容和方法
本研究将以钙钛锆石和榍石为主要材料，构建不同配比的钙钛锆石和榍石固化料，探究其固化四价锕核素的效率。

研究中将利用模拟实验的方法，模拟四价锕核素固化
过程，并通过XRD、SEM、FTIR等手段对材料进行表征分析，探究其内部结构、化学组成和固化效率等性质。

此外，将分析对钙钛锆石和榍石配比、反应时间、温度等因
素的影响，寻找最优的固化条件。

三、预期结果和贡献
本研究将通过模拟实验的方法，详细探究钙钛锆石和榍石组合固化料对四价锕核素的固化效率，并分析其内部结构和化学组成等性质。

预期结果有两个方面：首先，
钙钛锆石和榍石组合固化料对四价锕核素的固化效率相对较高，具有一定的应用前景。

其次，通过分析影响固化效率的因素，可以寻找到最优的固化条件，为固化技术的进
一步发展提供一定的参考。

本研究的主要贡献在于探究钙钛锆石和榍石组合固化料对四价锕核素的固化效率，并确定最优的固化条件，对固化技术的进一步发展与优化具有一定的指导意义。

(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201410723216.0(22)申请日 2014.12.02B01J 23/10(2006.01)B01J 35/10(2006.01)(71)申请人上海华明高纳稀土新材料有限公司地址201613 上海市松江区中辰路128号1幢1层B 区(72)发明人赵月昌 高玮 蒙素玲 郝祥(74)专利代理机构上海精晟知识产权代理有限公司 31253代理人丁清鹏(54)发明名称铈锆基固溶体的制备方法(57)摘要本发明公开了一种铈锆基固溶体的制备方法它按照如下步骤顺序进行：(1)Ce 4+的制备；(2)活性组分溶液的配制；(3)沉淀反应；(4)表面改性；(5)焙烧。

采用先制备Ce 4+的方然后与其他稀土离子及+4价的锆离子混合，得到混合金属硝酸盐溶液，再通过混合金属硝酸盐溶液含有有机络合剂，通过有机络合剂与稀土及锆离子的络合配位，控制沉淀反应过程中的沉淀速度，得到了粒径均一、稳定的前驱体，通过聚丙烯酸在沉淀物前驱体进行表面处理，解决了焙烧过程中颗粒的团聚问题，还提高焙烧产物的孔径、孔容，得到热稳定性良好的铈锆基固溶体催化材料。

本发明适用于铈锆基固溶体的制备。

(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书6页 附图2页(10)申请公布号CN 104492414 A (43)申请公布日2015.04.08C N 104492414A1.一种铈锆基固溶体的制备方法，其特征在于它按照如下步骤顺序进行：(1)Ce4+的制备：将硝酸铈溶解与水，加热至70～80℃，在搅拌条件下，用质量浓度为10～15％的氨水沉淀至pH为5～6，加入硝酸铈质量0.6～0.7倍的质量浓度30％的双氧水，然后继续用氨水沉淀至pH为8.5～9.0，煮沸保温1.5～2.0h；板框压滤后，得到稀土总量为25-30％的氢氧化铈湿饼；将氢氧化铈湿饼与纯水按照质量比1:5的比例打浆，用硝酸调节pH为1.5～2.5，静置3～5h后，真空抽滤，得Ce4+的澄清溶液A；(2)活性组分溶液的配制：在Ce4+的澄清溶液A中，加入除铈以外的其他稀土氧化物的硝酸盐、硝酸氧锆，加入有机络合剂，得活性组分溶液B；(3)沉淀反应：将活性组分溶液B加热至70～80℃，在搅拌条件下，缓慢加入质量浓度为10～15％的氨水，至沉淀终点pH为8.5～9，保温2～4h；静置12h后，抽取上层清液，得固液混合浆液C；(4)表面改性：在固液混合浆液C中加入分子量为4000～7000的聚丙烯酸，搅拌1～2h，得到表面改性的物料D；(5)焙烧：将表面改性的物料D在700～750℃下焙烧4～6h，最终制得铈锆基固溶体。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010917480.3(22)申请日 2019.08.09(62)分案原申请数据201910735653.7 2019.08.09(71)申请人 山东国瓷功能材料股份有限公司地址 257091 山东省东营市经济技术开发区辽河路24号(72)发明人 宋锡滨　刘洪升　邢晶　焦英训　(74)专利代理机构 北京君慧知识产权代理事务所(普通合伙) 11716代理人 冯妙娜(51)Int.Cl.B01J 23/10(2006.01)B01J 23/44(2006.01)B01J 35/10(2006.01)B01J 37/10(2006.01)B01D 53/86(2006.01)B01D 53/72(2006.01)B01D 53/56(2006.01)B01D 53/62(2006.01)F23G 7/07(2006.01) (54)发明名称一种稳定的铈锆固溶体及其应用(57)摘要本申请公开了一种铈锆固溶体及其应用，属于吸附催化剂材料领域。

该铈锆固溶体包括铈锆固溶体相，所述铈锆固溶体相中的Ce 3+/Ce 4+摩尔比为0.05‑0.8:1。

本申请中的铈锆固溶体中的铈锆固溶体相中包含特定比例的三价铈离子和四价铈离子，该铈锆固溶体的储放氧速率高，储放氧量高，且储放氧的过程中的铈锆固溶体结构稳定，催化性能好；包含该铈锆固溶体的催化剂在不同燃油比下均具有良好的催化性能。

权利要求书1页 说明书12页 附图3页CN 112206764 A 2021.01.12C N 112206764A1.一种铈锆固溶体，其特征在于，所述铈锆固溶体包括铈锆固溶体相，所述铈锆固溶体相包含三价铈离子和四价铈离子，所述三价铈离子和四价铈离子的摩尔比为0.05-0.8:1。

2.根据权利要求1所述的铈锆固溶体，其特征在于，所述三价铈离子和四价铈离子的摩尔比为0.1-0.5:1。

钛铌钙铈矿的矿物学研究——碱性岩的特征矿物之一发表时间：2018-02-02T13:30:06.003Z 来源：《防护工程》2017年第28期作者：皮宏章[导读] 由于地球各个区域所处的环境不同，随着各个地域的地质过程，常常会形成一些当前地域所特有的矿物。

新疆地矿局第二区域地质调查大队新疆昌吉 831100摘要：由于地球各个区域所处的环境不同，随着各个地域的地质过程，常常会形成一些当前地域所特有的矿物，研究者把它们称之为特征矿物。

研究者们对这些矿物进行一系列的研究，这对于地球化学的研究和开发具有重要意义。

常见的碱性岩特征矿物有钛铌钙铈矿、碧玄岩、碳酸岩、霓霞岩。

钛铌钙铈矿是属于钙钛矿族，另外除了钛铌钙铈矿外，还有着钛铌钍铈矿、钛铌铁钙矿、铈钛钙矿等。

本文就主要对钛铌钙铈矿——碱性岩的特征矿物进行一些问题的讨论研究。

关键词：钛铌钙铈矿、矿物化学、矿物特性、开采引言：钙钛矿、铈钙钛矿均可以当做钛的资源，并从中利用稀土元素。

钛铌钙铈矿是钛、稀土的综合资源。

这些元素在工业中有着重要的作用，并且这些元素在岩体表面存在，因此，对于工业发展以及矿物学研究有着重大意义，再此文章中所研究的钛铌钙铈矿主要是由碱性正长岩所组成，霓霞正长岩会产生钛铌钙铈矿，异性霞石正长岩以及伟晶岩中也同样会有钛铌钙铈矿的存在，钛铌钙铈矿与霞石、霓石、异性石等矿物共生在异性霞正长岩和伟晶岩中，在岩石中，早起产物的矿类物质成分散状态，结晶较晚。

对于这些元素进行深入的研究，对于工业发展和地势推断方面有着重大的作用。

一、钛铌钙铈矿的结构性质（一）物理性质钛铌钙铈矿这类矿物一般呈现为粒状产出，以大约0.1—0.3厘米的形式存在于碳酸钙中，并且在伟晶岩中以0.5—0.8厘米的形式存在，外观颜色呈现为黑色，条痕黑褐色，并且无解理，在断口处，贝壳形状是它所呈现的最主要表现形式，断口处呈现油脂类或者半金属光泽，晶体表面因风化的原因，导致在光泽方面会有一定程度的减弱，比重大约为4.89（比重瓶法），由于这类化合物结构上有许多特性，在研究以及凝聚物理方面具有很重大的意义，所以化学家和物理学家通常以其分子式中化合物的比例（1:1:3）来简称，又名113，在晶体中所具备的条纹，是由于高温变体在转变为低温变体时发生变化，产生了聚片双晶所导致的。

倪培石：自然界最富铈的硅酸盐矿物
曲凯(文/图)
【期刊名称】《自然资源科普与文化》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】“每一种新矿物的发现,即使是最稀有和最微观的矿物,都被科学界认为是一个重大事件,这是自然科学领域的一项根本性发现,因为它不仅丰富了矿物学和地质学,而且丰富了固体物理与化学。

”《庆祝2022国际矿物学年》一书中明确阐明了新矿物研究的重要性。

【总页数】4页(P12-15)
【作者】曲凯(文/图)
【作者单位】中国地质调查局;天津地质调查中心
【正文语种】中文
【中图分类】G63
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4.新矿物丁道衡矿-(Ce):珀硅钛铈矿的同质多象体和硅钛铈矿亚族C(1)位上的钛类似矿物
5.我国科研团队发现自然界新矿物倪培石
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